1. Сущность  отходов производства и потребления

    В общем, отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в  промышленности, не используемые непосредственно  в местах своего образования и  которые могут быть реально или  потенциально использованы как сырье  в других отраслях хозяйства или  в ходе регенерации. Отходами производства  являются остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично свои полезные физические свойства. Отходами производства могут считаться продукты, образовавшиеся в результате физико-химической переработки  сырья, добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью данного производства. Отходы потребления – непригодные  для дальнейшего использования  по прямому назначению и списанные  в установленном порядке машины, инструменты, бытовые изделия.

    По  возможности использования, различаются  утилизируемые и не утилизируемые отходы. Для первых существует технология переработки и вовлечения в хозяйственный оборот, для вторых в настоящее время отсутствует.

1.1 Классификация отходов промышленности

    Промотходы  зачастую являются химически неоднородными, сложными поликомпонентными смесями веществ, обладающими различными химико-физическими свойствами,  представляют токсическую, химическую, биологическую, коррозионную, огне- и взрывоопасность. Существует классификация отходов по их химической природе, технологическим признакам образования, возможности дальнейшей переработке и использования. В нашей стране вредные вещества характеризуется по четырем классам опасности, от чего зависят затраты на переработку и захоронение:

1. Чрезвычайно опасные. Отходы, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему (HgCl₂), хромовокислый и цианистый калий, соединения сурьмы, в том числе SbCl₃ – треххлорную сурьму, бенз-а-пирен и др.
2. Высоко-опасные. Отходы, содержащие хлористую медь, содержащие сульфат меди, щавелевокислую медь, трехокисную сурьму, соединения  свинца.
3. Умеренно-опасные. Отходы, оксиды свинца (PbO, PbO₂, Pb₃O₄), хлорид никеля,  четыреххлористый углерод.
4. Малоопасные. Отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, отходы обогащения полезных ископаемых флотационным способом  с применением аминов.

    Принадлежность  к группам определяется по классификатору промышленных отходов, расчетным путем, если известны гигиенические параметры  вещества (например, ПДК)  и  экспериментальным  путем. Отходы всех классов делятся  на твердые, пастообразные, жидкие, пылевидные или газообразные. Твердые отходы: пришедшая в  негодность  тара  из  металлов,  дерева,  картона,  пластмасс,  обтирочные  материалы, отработанные  фильтроматериалы,  обрезки  полимерных труб,  кабельной продукции. Пастообразные: шламы, смолы, осадки с фильтров и отстойников от очистки емкостей теплообменников. Жидкие: сточные воды, содержащие органические и неорганические,  не  подлежащие  приему  на биоочистку ввиду высокой токсичности. Пылевидные (газообразные): сдувки от дыхательных трубок емкостного оборудования, выбросы из участков обезжиривания, окраски продукции. По химической устойчивости отходы различаются: взрывоопасные, самовозгорающиеся, разлагающиеся с выделением ядовитых газов, устойчивые. Отходы могут быть растворимые и нерастворимые в воде. По происхождению: органические, неорганические, смешанные отходы.

    В промышленно развитых странах доля расходов на реализацию экологичных  способов производства от стоимости  конечной продукции 30 – 50 %. В нашей стране до сих пор экономика промышленного производства недостаточно учитывает или не учитывает совсем убытки от деградации природной среды, себестоимость продукции определяется без учета стоимости природы.

1.2 Термическое обезвреживание токсичных промышленных отходов

    На  современном этапе открывается  всё больше возможностей существенно  сократить количество не утилизируемых  отходов, которые имеют сложный  химический состав, и, как правило, их переработка в полезные продукты или весьма затруднительна современном  этапе, или экономически нецелесообразна.

• Жидкофазное окисление. Жидкофазное окисление токсичных отходов производства используется для обезвреживания жидких отходов осадков сточных вод.

• Гетерогенный  катализ. Метод применим для обезвреживания газообразных и жидких отходов.

• Пиролиз промышленных отходов. Существует два различных типа пиролиза токсичных промышленных            отходов:

        Окислительный пиролиз. Окислительный пиролиз – процесс термического разложения промышленных отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива. Данный метод применим для обезвреживания многих отходов, в том числе «неудобных» для сжигания или газификации: вязких, пастообразных отходов, влажных осадков, пластмасс, шламов с большим содержанием золы, загрязненную мазутом, маслами и другими соединениями землю, сильно пылящих отходов. Кроме этого, окислительному пиролизу могут подвергаться отходы, содержащие металлы и их соли, которые плавятся и возгарают при нормальных температурах сжигания, отработанные шины, кабели в измельченном состоянии, автомобильный скрап и др.

        Сухой пиролиз. Этот метод термической обработки отходов обеспечивает их высокоэффективное обезвреживание и использование в качестве топлива и химического сырья, что способствует созданию малоотходных и безотходных технологий и рациональному использованию природных ресурсов.

• Огневая переработка. В основу огневого метода положен процесс высокотемпературного разложения и окисления токсичных компонентов отходов с образованием практически нетоксичных или малотоксичных дымовых газов и золы. С использованием данного метода возможно получение ценных продуктов: отбеливающей земли, активированного угля, извести, соды и  др.  материалов.  В  зависимости  от  химического  состава  отходов  дымовые  газы могут содержать SO₄, P, N₂, H₂SO₄, HCl, соли щелочных и щелочноземельных элементов, инертные газы.

• Переработка и обезвреживание отходов с применением  плазмы. Для получения высокой степени разложения токсичных отходов, особенно галоидосодержащих, конструкция сжигающей печи должна обеспечивать необходимую продолжительность пребывания в зоне горения, тщательное смешение при определенной температуре исходных реагентов с кислородом, количество которого также регулируется. Для подавления образования галогенов и полного их перевода в галогеноводороды  необходим избыток воды и минимум кислорода, последнее вызывает образование большого количества сажи. При разложении хлорорганических продуктов снижение температуры ведет к образованию высокотоксичных и устойчивых веществ – диоксинов.

       Применение  низкотемпературной плазмы – одно из перспективных направлений в  области утилизации опасных отходов. Посредством плазмы достигается высокая степень обезвреживания отходов химической промышленности, в том числе галлоидосодержащих органических соединений, медицинских учреждений; ведется переработка твердых, пастообразных, жидких, газообразных; органических и неорганических; слаборадиоактивных; бытовых; канцерогенных веществ, на которые установлены жесткие нормы ПДК в воздухе, воде, почве и др.

1.3 Разработка малоотходных и безотходных технологий и методов комплексного использования отходов промышленности

    Важность  экономного и рационального использования  природных ресурсов не требует обоснований. В мире непрерывно растет потребность  в сырье, производство которого обходится  всё дороже. Будучи межотраслевой  проблемой, разработка малоотходных и  безотходных технологий и рациональное использования вторичных ресурсов требует принятия межотраслевых  решений.

    Вторичные материалы и ресурсы (ВМР) – отходы производства и потребления, которые  на данном этапе развития науки и  техники могут быть использованы в народном хозяйстве как на предприятии, где они были образованы, так и за его пределами. К ВМР не относятся возвратные отходы производства, используемые повторно в качестве сырья технологического процесса, в котором образуются.

    Побочные  продукты и отходы – возможное  сырье для других производств. Побочные продукты могут быть планируемыми и  давать прибыль с их продажи или  использования. Отходы – нежелательные, но неизбежные продукты.

    Классифицируются ВМР по следующим критериям:

1. По отраслям промышленности или откуда исходят отходы;
2. По технологическим процессам;
3. По видам ресурсов;
4. По степени и возможности использования;
5. По агрегатному состоянию.

    В зависимости от возможности использования ВМР подразделяются:

1. Реально возможные к использованию, т.е. существуют эффективные условия переработки и использования;
2. Потенциально возможные к использованию, ВМР, использование которых пока экономически и технически нецелесообразно.

    По  источникам своего появления существуют ВМР:

1. Отходы промышленного производства и строительства – остатки сырья,         материалов или полуфабрикатов, пригодные к использованию в качестве сырья, вспомогательных материалов или готовой продукции;
2. Отходы сферы потребления:

• Отходы средств производства, потерявшие непригодность для дальнейшего использования;

• Отходы предметов потребления – изделия непригодные для использования по назначению, но потенциально годные как вторичное сырье;
• Твердые бытовые отходы, образующиеся у населения в процессе жизнедеятельности и вряд ли имеющие пригодность.

3. Отходы сферы обращения, т.е. материалы, пришедшие в негодность из-за неосторожной транспортировки, складирования и погрузки-разгрузки.

    Кроме этого ВМР могут быть использованы в местах своего образования или  в других отраслях хозяйства.

    Малоотходные  и безотходные технологии (МБТ), как  правило, ориентированы на наиболее важные отрасли народного хозяйства: производство и рациональное использование  металлов, стройматериалов, древесины, полезных ископаемых. Существует несколько  основных направлений по осуществлению МБТ:

1. Создание и внедрение процессов комплексной переработке сырья без образования отходов;
2. Переработка всех видов отходов производства и потребления с получением товарной продукции;
3. Выпуск новых видов продукции с учетом требований ее повторного использования;
4. Применение замкнутых систем промышленного водоснабжения с использованием осадков очистных сооружений;
5. Организация безотходных территориально-промышленных комплексов и экономических регионов.

    При этом необходимо соблюдать ряд условий:

1. Самоочевидное использование всех компонентов того или иного сырья, которые обычно не находят применения вследствие отсутствия необходимых производственных условий и навыков обработки, и причисляются к отходам;
2. Взаимосвязь с экологической обстановкой,  в которой реализуются проекты (выбросы в атмосферу, водоемы, почву, отчуждение пахотных или пригодных для других целей земель под захоронение или складирование);
3. Возможность вовлечения в хозяйственный оборот ресурсов, ранее не использовавшихся;
4. Применение одной или минимума прогрессивных операций в общей технологической цепи приводит к необходимости переводить всю технологическую систему на новый уровень;
5. Возможность получения новых материалов с необходимыми характеристиками;
6. Улучшение условий труда за счет сокращения процессов, сопровождаемых выделением вредных газов и пыли. Устранение вредных компонентов в качестве промежуточных продуктов и катализаторов.

    Многостороннее  и глубокое освоение безотходных  производств – долговременное и  кропотливое дело, которым предстоит  заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и  многих других специалистов. Полностью  безотходное производство – далекая  перспектива, но необходимо уже сейчас решать эту задачу, как на общеэкономическом  уровне, так и в отдельных отраслях хозяйства.